Automatické vypnutí baterie nebo nabíječka. Nástavec na nabíječku aneb jak obnovit baterii Nástavec na nabíječku na mikrokontroléru
Uvádíme jednoduché schéma zapojení automatického nástavce pro nabíječku do auta. Jednoduché průmyslové i podomácku vyrobené nabíječky autobaterií je doporučeno doplnit tímto automatem, který jej zapne při poklesu napětí na baterii na minimální přípustnou hodnotu a po úplném nabití vypne. Navíc ne každé rozpočtové paměťové zařízení má takové funkce.
Elektrické schéma 
Maximální napětí pro autobaterie je 14,2...14,5 V, minimální přijatelné je 10,8 V. Pro větší spolehlivost je vhodné omezit minimum na 11,5...12 V. Obvodový provoz. Po připojení baterie a zapnutí sítě stiskněte tlačítko SB1 „Start“. Tranzistory VT1 a VT2 se zavřou a otevřou klíč VT3, VT4, který zapne relé K1. Svými normálně zavřenými kontakty K1.2 vypíná relé K2, jehož normálně zavřené kontakty (K2.1) při sepnutí připojují nabíječku k síti. Takové složité spínací schéma se používá ze dvou důvodů: za prvé zajišťuje oddělení vysokonapěťového obvodu od nízkonapěťového; za druhé, aby se relé K2 sepnulo při maximálním napětí baterie a vypnulo při minimu. Kontakty K1.1 relé K1 se přepnou do spodní polohy podle schématu. Během procesu nabíjení baterie se zvyšuje napětí na rezistorech R1 a R2 a když je dosaženo odblokovacího napětí na bázi VT1, tranzistory VT1 a VT2 se otevřou a sepnou klíč VT3, VT4.
Relé K1 se vypne, včetně K2. Normálně sepnuté kontakty K2.1 se otevřou a odpojí nabíječku. Kontakty K1.1 se posunou do horní polohy podle schématu. Nyní je napětí na bázi kompozitního tranzistoru VT1, VT2 určeno úbytkem napětí na rezistorech R1 a R2. Jak se baterie vybíjí, napětí na základně VT1 klesá a v určitém okamžiku se VT1, VT2 zavřou, čímž se otevře klíč VT3, VT4. Nabíjecí cyklus začíná znovu. Kondenzátor C1 slouží k eliminaci rušení odskokem kontaktů K1.1 v době sepnutí. 
Nastavení nabíječky
Nastavení se provádí bez baterie a nabíječky. Potřebujete nastavitelný zdroj konstantního napětí s plynulým nastavením limitů až do 20 V. Připojuje se na svorky obvodu místo GB1. Jezdec rezistoru R1 se přesune do horní polohy a jezdec R5 se přesune do spodní polohy. Zdrojové napětí je nastaveno na minimální napětí baterie (11,5...12 V). Pohybem motoru R5 se zapnou relé K1 a LED VD7. Poté zvýšením napětí zdroje na 14,2...14,5 V pohybem jezdce R1 vypnete K1 a LED. Změnou napětí zdroje v obou směrech se ujistěte, že se zařízení zapne při napětí 11,5...12 V a vypne při napětí 14,2...14,5 V. Nastavení je připraveno - můžete provádět testy. Nezapomeňte dohlédnout na první nabití, když jste poblíž.
Hotový automat lze umístit do těla samotné nabíječky (pokud to prostor dovolí), nebo může mít podobu samostatného bloku.
Kapitola:
Toto provedení se připojuje jako nástavec k nabíječce, jejíž mnoho různých obvodů již bylo popsáno na internetu. Zobrazuje na displeji z tekutých krystalů hodnotu vstupního napětí, velikost nabíjecího proudu baterie, dobu nabíjení a kapacitu nabíjecího proudu (která může být v ampérhodinách nebo miliampérhodinách - záleží pouze na firmwaru ovladače a použitém bočníku) . (Cm. Obr. 1 A Obr.2)
Obr. 1
Obr.2
Výstupní napětí nabíječky by nemělo být menší než 7 voltů, jinak bude tento set-top box vyžadovat samostatný zdroj energie.
Zařízení je založeno na mikrokontroléru PIC16F676 a 2řádkovém indikátoru z tekutých krystalů SC 1602 ASLB-XH-HS-G.
Maximální nabíjecí kapacita je 5500 mA/h, respektive 95,0 A/h.
Schematický diagram je uveden v Obr. 3
Obr.3. Schematické schéma nástavce pro měření nabíjecí kapacity
Připojení k nabíječce - zapnuto Obr. 4.
Obr.4 Schéma připojení set-top boxu k nabíječce
Po zapnutí si mikrokontrolér nejprve vyžádá požadovanou nabíjecí kapacitu.
Nastavte tlačítkem SB1. Reset - tlačítko SB2.
Pin 2 (RA5) jde vysoko, což sepne relé P1, které zase zapne nabíječku ( Obr.5).
Pokud není tlačítko stisknuto déle než 5 sekund, regulátor se automaticky přepne do režimu měření.
Algoritmus pro výpočet kapacity v tomto set-top boxu je následující:
Mikrokontrolér jednou za sekundu změří napětí na vstupu set-top boxu a proud, a pokud je aktuální hodnota větší než nejméně významná číslice, zvýší počítadlo sekund o 1. Hodiny tak ukazují pouze doba nabíjení.
Dále mikrokontrolér vypočítá průměrný proud za minutu. K tomu se naměřené hodnoty nabíjecího proudu vydělí 60. Celé číslo se zaznamená do měřiče a zbytek dělení se přičte k další naměřené hodnotě proudu a teprve potom se tento součet vydělí 60. provedl 60 měření za 1 minutu, číslo v měřiči bude průměrná aktuální hodnota za minutu.
Když druhá hodnota projde nulou, průměrná hodnota proudu se zase vydělí 60 (za použití stejného algoritmu). Počítadlo kapacity se tedy jednou za minutu zvýší o jednu šedesátinu průměrného proudu za minutu. Poté se počítadlo průměrného proudu vynuluje a počítání začne znovu. Pokaždé, po výpočtu nabíjecí kapacity, se provede porovnání mezi naměřenou kapacitou a uvedenou kapacitou, a pokud jsou stejné, na displeji se zobrazí zpráva „Nabíjení dokončeno“ a na druhém řádku - hodnota této nabíjecí kapacitu a napětí. Na kolíku 2 mikrokontroléru (RA5) se objeví nízká úroveň, která vypne relé. Nabíječka se odpojí od sítě.
Obr.5
Nastavení zařízení jde pouze o nastavení správných hodnot nabíjecího proudu (R1 R5) a vstupního napětí (R4) pomocí referenčního ampérmetru a voltmetru.
Nyní o šuntech.
Pro nabíječku s proudem do 1000 mA lze jako bočník použít zdroj 15 V, rezistor 0,5-10 Ohm o výkonu 5 W (nižší hodnota odporu vnese menší chybu v měření, ale znesnadní přesné nastavení proudu při kalibraci zařízení) a následně s dobíjecí baterií proměnný odpor 20-100 Ohmů, který nastaví hodnotu nabíjecího proudu.
Pro nabíjecí proud do 10A bude potřeba vyrobit bočník z vysokoodporového drátu vhodného průřezu s odporem 0,1 Ohm. Testy ukázaly, že i při signálu z proudového bočníku rovném 0,1 voltu mohou ladicí odpory R1 a R3 snadno nastavit odečet proudu na 10 A.
Tištěný spoj pro toto zařízení byl vyvinut pro indikátor WH1602D. Ale můžete použít jakýkoli vhodný indikátor odpovídajícím přepájením vodičů. Deska je sestavena ve stejných rozměrech jako displej z tekutých krystalů a je upevněna na zadní straně. Mikrokontrolér je instalován na zásuvce a umožňuje rychlou změnu firmwaru pro přepnutí na jiný proud nabíječky.
Před prvním zapnutím nastavte trimovací odpory do střední polohy.
Jako bočník pro verzi firmwaru pro nízké proudy můžete použít 2 paralelně zapojené odpory MLT-2 1 Ohm.
Indikátor WH1602D můžete použít v set-top boxu, ale budete muset prohodit piny 1 a 2. Obecně je lepší zkontrolovat dokumentaci k indikátoru.
Indikátory MELT nebudou fungovat kvůli nekompatibilitě se 4bitovým rozhraním.
V případě potřeby můžete podsvícení indikátoru připojit přes odpor omezující proud 100 Ohmů
Tento nástavec lze použít k určení kapacity nabité baterie.
Obr.6.Určení kapacity nabité baterie
Jako zátěž můžete použít libovolnou zátěž (Žárovka, rezistor...), pouze při zapnutí je potřeba nastavit libovolně velkou kapacitu baterie a zároveň hlídat napětí baterie, aby nedošlo k jejímu hlubokému vybití.
(Od autora) Set-top box byl testován s moderní pulzní nabíječkou autobaterií,
Tato zařízení poskytují stabilní napětí a proud s minimálním zvlněním.
Při připojení set-top boxu na starou nabíječku (snižovací transformátor a diodový usměrňovač) se mi kvůli velkému zvlnění nepodařilo upravit údaje nabíjecího proudu.
Proto bylo rozhodnuto změnit algoritmus pro měření nabíjecího proudu regulátorem.
V novém vydání ovladač provede 255 aktuálních měření za 25 milisekund (při 50 Hz - perioda je 20 milisekund). A z provedených měření vybere největší hodnotu.
Měří se také vstupní napětí, ale volí se nejnižší hodnota.
(Při nulovém nabíjecím proudu by se napětí mělo rovnat emf baterie.)
U takového schématu je však nutné nainstalovat diodu a vyhlazovací kondenzátor (>200 µF) před stabilizátor 7805 pro napětí, které není nižší než výstupní napětí nabíječky.
zařízení. Špatně vyhlazené napájecí napětí mikrokontroléru vedlo k poruchám.
Pro přesné nastavení hodnot set-top boxu se doporučuje používat víceotáčkové trimrynebo nainstalujte další odpory do série s trimry (vyberte experimentálně).
Jako bočník pro 10A set-top box jsem zkusil použít kus hliníkového drátu o průřezu 1,5mmasi 20 cm dlouhá - funguje skvěle.
Základní provozní režimy zařízení pro předvolby obsažené v programu.
>>
Režim nabíjení - menu „Nabíjení“. U baterií s kapacitou od 7Ah do 12Ah je standardně nastaven algoritmus IUoU. To znamená:
- První krok- nabíjení stabilním proudem 0,1C, dokud napětí nedosáhne 14,6V
- druhá fáze-nabíjení stabilním napětím 14,6V, dokud proud neklesne na 0,02C
- třetí etapa- udržení stabilního napětí 13,8V, dokud proud neklesne na 0,01C. Zde C je kapacita baterie v Ah.
- čtvrtá etapa- dobíjení. V této fázi se sleduje napětí na baterii. Pokud klesne pod 12,7V, nabíjení začne od samého začátku.
Pro startovací baterie používáme algoritmus IUIoU. Namísto třetího stupně je proud stabilizován na 0,02C, dokud napětí baterie nedosáhne 16V nebo po cca 2 hodinách. Na konci této fáze se nabíjení zastaví a začne dobíjení.
>> Režim desulfatace - menu „Trénink“. Zde se provádí tréninkový cyklus: 10 sekund - vybíjení proudem 0,01C, 5 sekund - nabíjení proudem 0,1C. Cyklus nabíjení-vybíjení pokračuje, dokud napětí baterie nestoupne na 14,6V. Další je obvyklý poplatek.
>>
Režim testu baterie umožňuje vyhodnotit stupeň vybití baterie. Baterie je zatížena proudem 0,01C po dobu 15 sekund, poté se zapne režim měření napětí na baterii.
>> Kontrolně-tréninkový cyklus. Pokud nejprve připojíte další zátěž a zapnete režim „Nabíjení“ nebo „Trénink“, pak se v tomto případě baterie nejprve vybije na napětí 10,8 V a poté se zapne odpovídající zvolený režim. V tomto případě se měří proud a doba vybíjení, čímž se vypočítá přibližná kapacita baterie. Tyto parametry se zobrazí na displeji po dokončení nabíjení (když se zobrazí zpráva „Baterie nabitá“), když stisknete tlačítko „vybrat“. Jako další zátěž můžete použít automobilovou žárovku. Jeho výkon se volí na základě požadovaného vybíjecího proudu. Obvykle se nastavuje na 0,1C - 0,05C (10 nebo 20 hodinový vybíjecí proud).
Schéma nabíjecího obvodu pro 12V baterii
Schematické schéma automatické nabíječky do auta
Nákres desky automatické nabíječky do auta
Základem obvodu je mikrokontrolér AtMega16. Navigace v nabídce se provádí pomocí tlačítek " vlevo, odjet», « že jo», « výběr" Tlačítko „reset“ opustí jakýkoli provozní režim nabíječky do hlavního menu. Hlavní parametry nabíjecích algoritmů lze nakonfigurovat pro konkrétní baterii, k tomu jsou v nabídce dva přizpůsobitelné profily. Nakonfigurované parametry jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti.
Chcete-li se dostat do nabídky nastavení, musíte vybrat některý z profilů a stisknout tlačítko „ výběr", Vybrat " instalací», « parametry profilu“, profil P1 nebo P2. Po výběru požadované možnosti klikněte na „ výběr" šipky" vlevo, odjet"nebo" že jo» se změní na šipky « nahoru"nebo" dolů“, což znamená, že parametr je připraven ke změně. Vyberte požadovanou hodnotu pomocí tlačítek „doleva“ nebo „doprava“ a potvrďte tlačítkem „ výběr" Na displeji se zobrazí „Saved“, což znamená, že hodnota byla zapsána do EEPROM. Přečtěte si více o nastavení na fóru.
Řízení hlavních procesů je svěřeno mikrokontroléru. Do jeho paměti je zapsán řídicí program, který obsahuje všechny algoritmy. Napájení je řízeno pomocí PWM z pinu PD7 MK a jednoduchého DAC na bázi prvků R4, C9, R7, C11. Měření napětí baterie a nabíjecího proudu se provádí pomocí samotného mikrokontroléru - vestavěného ADC a řízeného diferenciálního zesilovače. Napětí baterie je přiváděno na vstup ADC z děliče R10 R11.
Nabíjecí a vybíjecí proud se měří následovně. Úbytek napětí z měřícího rezistoru R8 přes děliče R5 R6 R10 R11 je přiveden na zesilovací stupeň, který je umístěn uvnitř MK a připojen na piny PA2, PA3. Jeho zesílení se nastavuje programově v závislosti na měřeném proudu. Pro proudy menší než 1A je faktor zesílení (GC) nastaven na 200, pro proudy nad 1A GC=10. Všechny informace se zobrazují na LCD připojeném k portům PB1-PB7 pomocí čtyřvodičové sběrnice.
Ochrana proti přepólování je provedena na tranzistoru T1, signalizace nesprávného zapojení je provedena na prvcích VD1, EP1, R13. Když je nabíječka připojena k síti, tranzistor T1 je uzavřen na nízké úrovni z portu PC5 a baterie je odpojena od nabíječky. Připojí se pouze tehdy, když v menu zvolíte typ baterie a provozní režim nabíječky. Tím je také zajištěno, že při připojení baterie nedochází k jiskření. Pokud se pokusíte připojit baterii špatnou polaritou, rozezní se bzučák EP1 a červená LED VD1, což signalizuje možnou nehodu.
Během procesu nabíjení je neustále monitorován nabíjecí proud. Pokud se rovná nule (svorky byly vyjmuty z baterie), zařízení automaticky přejde do hlavního menu, zastaví nabíjení a odpojí baterii. Tranzistor T2 a rezistor R12 tvoří vybíjecí obvod, který se účastní cyklu nabíjení-vybíjení desulfatačního náboje a v režimu testu baterie. Vybíjecí proud 0,01C se nastavuje pomocí PWM z portu PD5. Chladič se automaticky vypne, když nabíjecí proud klesne pod 1,8A. Chladič je řízen portem PD4 a tranzistorem VT1.
Rezistor R8 je keramický nebo drátový, s výkonem minimálně 10W, R12 je také 10W. Zbytek je 0,125W. Rezistory R5, R6, R10 a R11 musí být použity s tolerancí minimálně 0,5 %. Na tom bude záviset přesnost měření. Je vhodné použít tranzistory T1 a T1, jak je znázorněno na schématu. Pokud ale musíte vybrat náhradu, pak je třeba počítat s tím, že se musí otevírat při napětí hradla 5V a samozřejmě musí vydržet proud minimálně 10A. Například tranzistory zn 40N03GP, které se někdy používají ve zdrojích stejného formátu ATX, ve stabilizačním obvodu 3,3V.
LCD– WH1602 nebo podobný na ovladači HD44780, KS0066 nebo s nimi kompatibilní. Bohužel tyto indikátory mohou mít různá umístění kolíků, takže možná budete muset navrhnout desku s plošnými spoji pro vaši instanci
Přeměna zdroje ATX na nabíječku
Elektrický obvod pro úpravu standardního ATX
V řídicím obvodu je lepší použít přesné odpory, jak je uvedeno v popisu. Při použití trimrů nejsou parametry stabilní. vyzkoušeno z vlastní zkušenosti. Při testování tato nabíječka provedla celý cyklus vybití a nabití baterie (vybití na 10,8V a nabití v tréninkovém režimu trvalo asi den). Ohřev ATX zdroje počítače není větší než 60 stupňů a u modulu MK ještě méně.
S nastavením nebyly žádné problémy, začalo to hned, jen to chtělo nějakou úpravu na co nejpřesnější odečty. Po předvedení práce tohoto nabíjecího stroje kamarádovi, který byl automobilovým nadšencem, byla okamžitě přijata žádost o výrobu dalšího exempláře. Autor schématu - Slon , montáž a testování - sterc .
Diskutujte o článku AUTOMATICKÁ AUTONABÍJEČKA
Například u autobaterií se to dá výrazně vylepšit přidáním tohoto nástavce - automatického zařízení, které jej zapne, když napětí na baterii klesne na minimum a po nabití vypne. To platí zejména při dlouhodobém skladování baterie bez provozu - aby nedošlo k samovybíjení. Schéma konzoly je znázorněno na obrázku níže.
Maximální napětí pro autobaterie je v rozmezí 14,2...14,5 V. Minimální přípustné při vybíjení je 10,8 V. Po připojení baterie a zapnutí sítě stiskněte tlačítko SB1 „Start“. Tranzistory VT1 a VT2 se zavřou a otevřou klíč VT3, VT4, který zapne relé K1. Svými normálně zavřenými kontakty K1.2 vypíná relé K2, jehož normálně zavřené kontakty (K2.1) při sepnutí připojují nabíječku k síti. Takové složité spínací schéma se používá ze dvou důvodů: za prvé zajišťuje oddělení vysokonapěťového obvodu od nízkonapěťového; za druhé, aby se relé K2 sepnulo při maximálním napětí baterie a vypnulo při minimálním, protože Použité relé RES22 má spínací napětí 12 V.
Kontakty K1.1 relé K1 se přepnou do spodní polohy podle schématu. Během procesu nabíjení baterie se zvyšuje napětí na rezistorech R1 a R2 a když je dosaženo odblokovacího napětí na bázi VT1, tranzistory VT1 a VT2 se otevřou a sepnou klíč VT3, VT4. Relé K1 se vypne, včetně K2. Normálně sepnuté kontakty K2.1 se otevřou a odpojí nabíječku. Kontakty K1.1 se posunou do horní polohy podle schématu. Nyní je napětí na bázi kompozitního tranzistoru VT1, VT2 určeno úbytkem napětí na rezistorech R1 a R2. Jak se baterie vybíjí, napětí na základně VT1 klesá a v určitém okamžiku se VT1, VT2 zavřou, čímž se otevře klíč VT3, VT4. Nabíjecí cyklus začíná znovu. Kondenzátor C1 slouží k eliminaci rušení odskokem kontaktů K1.1 v době sepnutí.
Zařízení se nastavuje bez baterie nebo nabíječky. Je zapotřebí nastavitelný zdroj konstantního napětí s regulačními limity 10...20 V. Připojuje se na svorky obvodu místo GB1. Jezdec rezistoru R1 se přesune do horní polohy a jezdec R5 se přesune do spodní polohy. Zdrojové napětí je nastaveno na minimální napětí baterie (11,5...12 V). Pohybem motoru R5 se zapnou relé K1 a LED VD7. Poté zvýšením napětí zdroje na 14,2...14,5 V pohybem jezdce R1 vypnete K1 a LED. Změnou zdrojového napětí v obou směrech se ujistěte, že se přístroj zapne při napětí 11,5...12 V a vypne při 14,2...14,5 V. Na fotografii je podomácku vyrobená nabíječka autobaterií, s vestavěná předpona.
|
|
Zajímavý jednoduchý design LED kostky 3x3x3 pomocí LED a mikroobvodů.|
|
V tomto článku se podíváme na obvod jednoduchého hlasového záznamníku. Někdy je potřeba zaznamenat signály nebo krátké úryvky řeči. Toto zařízení je navrženo pro záznam zvuku po krátkou dobu. Použitý mikrofon je elektretový, který najdeme všude, třeba v čínském magnetofonu.Tento nástavec, jehož obvod je na obrázku, je vyroben na výkonném kompozitním tranzistoru a je určen pro nabíjení autobaterie napětím 12 V asymetrického střídavého proudu. Tím je zajištěno automatické zaškolení baterie, což snižuje její sklon k sulfataci a prodlužuje její životnost. Set-top box může pracovat ve spojení s téměř jakoukoli celovlnnou pulzní nabíječkou, která poskytuje požadovaný nabíjecí proud, například s průmyslovým Rassvet-2.
Při připojení výstupu set-top boxu na baterii (není připojena nabíječka), při stále vybitém kondenzátoru C1 začne počáteční nabíjecí proud kondenzátoru protékat přes rezistor R1, přechod emitoru tranzistoru VT1 a rezistor R2. Tranzistor VT1 se otevře a protéká jím významný vybíjecí proud baterie, který rychle nabíjí kondenzátor C1. S rostoucím napětím na kondenzátoru klesá vybíjecí proud baterie téměř na nulu.
Po připojení nabíječky na vstup set-top boxu se objeví nabíjecí proud baterie a také malý proud přes rezistor R1 a diodu VD1. V tomto případě je tranzistor VT1 uzavřen, protože pokles napětí na otevřené diodě VD1 nestačí k otevření tranzistoru. Dioda VD3 je také uzavřena, protože zpětné napětí nabitého kondenzátoru C1 je na ni přiváděno přes diodu VD2.
Na začátku půlcyklu se výstupní napětí nabíječky přičte k napětí na kondenzátoru a baterie se nabíjí přes diodu VD2, což vede k návratu energie akumulované kondenzátorem do baterie. Dále se kondenzátor zcela vybije a otevře se dioda VD3, přes kterou se nyní baterie dále nabíjí. Pokles výstupního napětí nabíječky na konci půlcyklu na úroveň EMF baterie a níže vede ke změně polarity napětí na diodě VD3, její uzavření a zastavení nabíjecího proudu.
V tomto případě se tranzistor VT1 opět otevře a dojde k novému impulsu při vybití baterie a nabití kondenzátoru. Se začátkem nového půlcyklu výstupního napětí nabíječky začíná další cyklus nabíjení baterie.
Amplituda a doba trvání pulzu vybíjení baterie závisí na hodnotách odporu R2 a kondenzátoru C1. Byly vybrány v souladu s doporučeními uvedenými v [L].
Tranzistor a diody jsou umístěny na samostatných chladičích o ploše nejméně 120 cm 2 každý. Konzole používá kondenzátor K50-15 pro maximální přípustnou provozní teplotu +125 °C; lze jej nahradit velkými kondenzátory se jmenovitým napětím alespoň 160 V, například K50-22, K50-27 nebo K50-7 (s kapacitou 500 μF). Rezistor R1 je MLT-0,5 a R2 je C5-15 nebo je vyroben nezávisle.
Kromě tranzistoru KT827A uvedeného ve schématu můžete použít KT827B, KT827V. Set-top box může používat tranzistory KT825G - KT825E a diody KD206A, ale polaritu diod, kondenzátor a také vstupní a výstupní svorky set-top boxu je nutné změnit na opačnou.
